163742. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés távolságok pontos meghatározására modulált fény fáziskülönbségeinek mérése útján
9 163742 10 "hálható, amelynek kimenetén egy középállású egyenáramú műszer jelzi a meghatározott - előnyösen 90° vagy 270° - fáziskülönbség fennállását. B.) Az ismert fénytávmérőknél a mérési eredmények kiértékeléséhez többé-kevésbé hosszadalmas számítások szükségesek, amelyek terepen sokszor nem végezhetők el. így elvész az áttekinthetőség és az esetleges mérési hibák helyszíni korrekciójának lehetősége. Egyik célunk olyan mérési és kiértékelési eljárás alkalmazása, amely az említett hátrányokat elkerüli és emellett nagyobb pontosságot biztosít. A kitűzött célt a következő eszközökkel érj ük el: a.) az ismertetett optikai fázistoló biztosította nagyobb fázismérési pontosság; b.) a mérés lényegében két, célszerűen megválasztott mérő-frekvenciával történik; c.) egy harmadik, ugyancsak célszerűen megválasztott, mérőfrekvencia alkalmazása, amelynek eredményeképpen lehetségessé válik az első két frekvencián végzett fázismérések hibáinak felismerése és korrigálása, továbbá egyes határesetekben is a mért távolság értékének kiszámításánál durva hibák elkerülése; d.) a fáziskülönbségek hosszegységben történő mérése és a mérőfrekvenciák célszerű megválasztása révén a mérendő távolság - a szükséges korrekciók és hibaelemzés mellett — három fáziskülönbség kombinációjából egyszerű számokon végzett számtani alapműveletekkel számítható. A találmány szerinti mérési metodika vázlatos elmélete az alábbi összefüggésekkel fejezhető ki: (1). 4 4 'N, X3 (2) Xi = — ; X2 = —; X3 = — fi f2 f 3 (3) (AD)<—Xi2 = — *i 7 4 4 f, -fa (4) n^-njíi-.hzbA-U-U M fi-fa 4 (5) D< N '-N 3>-r Al3 -( W 1/4x3 •)--N 13 XI (6). .A(L,-Lj)< 1 —— Aj 3 — L13 4 fi - fa (7), ^(L,-L3 )<-4 XI fa fi 10 15 20 25 30 35 különbség mérése 90" vagy 270°os fáziskülönbségnél történik, a jelölések jelentése a következő: D-a mérendő távolság (m), c - a távmérő által kibocsátott fény átlagos sebessége a mérendő távolságon (m/sec), fl/2/3 - a rögzített mérőfrekvenciák (Hz), XjX2,X3, - a modulációs hullámhosszak (m), Ni,N2,N3 - a modulációs hullámhosszak, azaz a mérendő távolságon egymásután elhelyezhető modulációs negyedhullámok számai, L1JL2.L3 - a maradékhosszak, vagyis az egyes frekvenciákon mért fáziskülönbségek hosszértékei (m), AD —. az a közelítő érték, amellyel az egyértelmű mérés biztosítására a távolságot ismerni kell (m), (A mérés ugyanis csak bizonyos távolságig, például egy adott műszernél 5000 m-ig egyértelmű, ezért a távolságot 5000 m pontossággal ismerni kell.) Ai2'Ai3 - a mérőfrekvenciák különbségeinek megfelelő virtuális modulációs hullámhosszak (m), A(L1 -L 2 )A(L 1 -L3) - az Li, L2 ill. L3 fáziskülönbségek megengedhető hibája, L13) N 13 <iAi3 - hullámhossznak megfelelő töredékhossz és hullámszám. A mérési eljárásnál figyelembe kell venni azt az -egyébként ismert - tényt, hogy a fázistoló és fázismérő kijelzőműszere mozgásértelmének viszonyából a hullámszámok páros vagy páratlan volta megállapítható. A találmány szerint a mérő-frekvenciák arányát, például a következőképpen kell megválasztani: 40 45 50 60 E képletekben, amelyek minden rögzített frekvenciákkal működő fénytávmérő - egyébként -ismert alapképleteiből vezethetők le, ha a fázisfi fa 1000 x f t és — 999 fa 10 9 (8) Továbbá, amennyiben a hullámszámok valamelyike páratlan, vagy a mért fáziskülönbségek között nem L\ a legnagyobb, azokat az (1) egyenletek helyességének fenntartásával párossá kell átalakítani, például a következő módon: Ni helyébe Ni + 1-et 55 Li helyébe L} = 1 + X 1 4 -et kell írni. Az átalakítás következtében a (3) egyenlőtlenség korlátai közt az L'i>L'2 és az L'i>L3 'egyenlőtlenségek érvényesek. Az átalakítás eredményeképpen negatív L értékek is adódhatnak, ami mivel csak hosszegységben kifejezett fáziskülönbségekről van 65 szó, és a számításban hibát, vagy zavart nem okoz, megengedhető. Érvényes továbbá a megválasztott mérőfrekvencia-arányok következményeképpen: 5
